Impresora 3D (XXVI): Extrusor - Colocación en la impresora

En este paso vamos a coger el extrusor y lo colocaremos en el carro X. Dicho carro tiene seis agujeros preparados para poder fijar el extrusor.

Material necesario para colocar el extrusor

Para esta ocasión tan solo vamos a necesitar de:

• Extrusor terminado
• Impresora
• 2 Tuercas M4
• 2 Arandelas M4
• 4 Tornillos M4 por 15mm de largo

En primer lugar debemos comprobar como colocaremos el extrusor de tal manera que no tropiece con las partes móviles.
Una vez elegido el par de agujeros a utilizar debemos agrandarlos para que los tornillos M4 puedan pasar sin problemas. Por lo tanto pasamos ambos tornillos y los fijamos con las tuercas correspondientes.

Detalle de tuercas colocadas

Agujeros donde se coloca el extrusor

A continuación debemos ajustar el final de carrera del eje X para que el extrusor no choque con las varillas laterales. También debemos colocar el cableado del extrusor de tal forma que permita el movimiento por todo su recorrido sin que ocurran tirones en dicho cableado.

Detalle de fin de carrera del eje X

Como último punto debemos ajustar el final de carrera del eje Z para que la altura del hot-end quede alineada con la base caliente.

Aguja de Hot-end a nivel con la base

Final de carrera del eje Z

En este punto ya tenemos terminado el montaje de nuestra impresora 3D.

Impresora 3D (XXV): Extrusor - Hot-end

El Hot-end o extremo caliente es la parte encargada de calentar el plástico (mediante una resistencia) hasta que se funda y pase por una aguja muy fina, entre 0.2 y 0.5 mm.
Existen varios modelos de hot-end pero en nuestro caso hemos optado por el J-Head para filamentos de 3mm y con una aguja de 0.4mm.

En esta ocasión vamos a montar el J-head al cuerpo del extrusor y lo conectaremos a la electrónica para comprobar que todo funciona correctamente, y para ello necesitaremos de:

Elementos para montar el hot-end

• Cuerpo del extrusor montado
• J-Head
• Electrónica de la impresora
• Alambre de 1.5mm de diámetro y 8cm de longitud
• Filamento de plástico (ABS)

El montaje del este Hot-end es muy sencillo tan solo hay que colocarlo en el hueco preparado en la parte inferior del extrusor y con unos pasadores hechos con el alambre fijar el J-head para que no se salga de la posición.

Ubiación de J-Head

Hot-end fijado con dos trozos de alambres

Hay que tener presente que tanto los cables como los pasadores no dificulten el movimiento del sistema de tracción.

Cableado bien colocado

Al siguiente paso es conectar el hot-end a la RAMPS y para ello hay que distinguir los cables de la resistencia de los del termistor. En nuestro casos la resistencia tienen unos cables rojos que van conectados a los bornes etiquetados como D10, y el termistor son los cables blancos que se conectan a los conectores etiquetados como T0.

Localización de los puntos a conectar el hot-end

Para probar el funcionamiento del hot-end introducimos el ABS por la parte superior del extrusor hasta que tenga cierta resistencia. Después iniciamos el pronterface y en el campo Heater fijamos la temperatura a 230 y apretamos sobre el botón set. Si todo va bien empezará a calentarse el J-head y se verá reflejado en el programa la temperatura y marcamos el check de monitor printer.

Campos a utilizar para pruebas del hot-end

Conforme empieza a subir la temperatura empezará a salir un poco de ABS por la aguja.

Detalle de como empieza a salir ABS al calentarse

Cuando se alcance la temperatura fijada podemos mover el engranaje para hacer que fluya el ABS por la aguja confirmando así el correcto funcionamiento del extrusor al completo.

Primera extrución manual

Comparación del tamaño de la extrusión manual

Impresora 3D (XXIV): Extrusor - Tracción y calibrado

En esta ocasión tal y como hemos echo con el resto de motores vamos a calibrar el sistema para que coincida el movimiento real con el que se programa en el software. También comprobamos que el sistema tiene suficiente fuerza para que no resbale el filamento con un movimiento fluido. Para ello necesitamos de:

• Extrusor montado
• Filamento de plástico de unos 40cm
• Peso establecido de entre 1,5 y 2 kg
• Electrónica de la impresora
• Calibre

En primer lugar vamos a colocar el filamento en el extrusor y apretaremos los tornillos que tienen los muelles de tal forma que quede con cierta presión.
A continuación en el extremo del filamento colocaremos el peso (Una pesa de 2Kg para nuestro caso) y con este colgando debería de subir el peso al mover el engranaje pequeño sin que se resbale. En el caso de que no consiga subir es debido a que los tornillo están muy flojos y por lo tanto hay que apretarlos un poco más.

Prueba de tracción

Una vez conseguida la tracción vamos a calibrar el extrusor y para ello tenemos que conectar el extrusor a la  RAMPS en el conector E0. Además debemos colocar el filamento con una marca que nos servirá de referencia para medir el movimiento del sistema. Ahora debemos indicar al pronterface que mueva 100mm de filamento para ello indicamos 100 en el campo que está a la derecha de Extrude y pulsamos dicho botón.

Campos a rellenar para calibrar el extrusor

Esto hace que el filamento se mueva, en nuestro caso el movimiento real es de 83.47mm lo que nos obliga a modificar el firmware ajustando la cuarta componente de la variable axis_step_per_unit tal y como se había hecho en los otros ajuste. Para nuestro caso el nuevo valor pasa de 777.6 a 931.59, compilamos y actualizamos el firmware y volvemos a realizar la prueba.

Poma de medida previa al ajuste

Variable a modificar para ajustar el desplazamiento

Después de este ajuste la lectura nos indica que se ha movido 99.87mm dando un error más que aceptable y por lo tanto dejamos calibrado el extrusor.

Medida del desplazamiento tras el ajuste

Impresora 3D (XXIII): Extrusor - Montaje del motor

En este paso ta solo vamos a montar el motor que nos proporcionará la tracción sobre el cuerpo del extrusor. Por lo tanto vamos a necesitar lo siguiente:

Elementos para el motor el extrusor

• Engranaje pequeño del extrusor
• Motor Nema 17
• Una tuerca M3
• 3 Arandelas M3
• 4 Tornillos M3 de 10mm

Lo primero que hay que hacer es preparar el engranaje y para ello tenemos que introducir la tuerca por hueco ubicado en la parte posterior de dicho engranaje. Es posible que sea necesario calentar un poco la tuerca ya que el hueco está bastante ajustado. A continuación introducimos uno de los tornillos pero sin llegar a apretar del todo.

Engranaje preparado con su tuerca y tornillo

Indicar que al tornillo utilizado para sujetar el engranaje le hemos tenido que cortar dos milímetros ya que en nuestro caso era muy largo ya que tropezaba al girar el motor.

A continuación hay que introducir el engranaje por el eje del motor y presentar este sobre el cuerpo del extrusor terminado en el paso anterior.

Debemos colocar los tres tornillos con sus correspondientes arandelas y fijar el motor comprobando que todo gira libremente.

Motor montado en el extrusor

Impresora 3D (XXII): Extrusor - Montaje del cuerpo

El extrusor es la herramienta del CNC que nos permite fundir el plástico e ir creando la pieza a imprimir. Básicamente es un sistema de tracción que hace avanzar un filamento de plástico hasta la cabeza o hot-end en donde se funde y mediante un pequeño orificio sale el material.

Aunque existen varios modelos de extrusor, nosotros vamos a montar el Jonaskuehling. Para ello necesitamos del siguiente material:

• Piezas del cuerpo del extrusor
• Engranaje grande del extrusor

  

  Material para el cuerpo de extrusor

• 3 Rodamientos 608
• 2 Tuercas M8
• 5 Arandelas M8
• 1 Hobbed bold (Tornillo con muescas para tracción)
• Varilla roscada M8 de 20mm
• 3 Tuercas M3
• 5 Arandelas M3
• 1 Tornillo M3 por 30mm
• 2 Tornillo M3 por 65mm
• 2 Muelles de 5mm por 25mm de longitud

Para empezar cogemos la varilla roscada y colocamos uno de los rodamiento en ella. Estas piezas van encajada en la pieza pequeña . Hay que hacer bastante fuerza pero una vez colocada el rodamiento debe girar sin dificultad.

Detalle de montaje de rodamiento

A continuación hay que unir las dos piezas del cuerpo. Para ello hay que utilizar el tornillo de 30 mm a modo de bisagra pero antes hay que colocar una tuerca en la parte interna de la pieza pequeña.

Bisagra finalizada

Presentación del montaje de la bisagra

Indicar que aunque se venden hobbed bold yo he intentado construir el mio, algo que explicaré en otra ocasión ya que no documenté el proceso. El siguiente paso es colocar los dos rodamientos restantes a ambos lados del cuerpo para que el hobbed bold pueda girar sobre dichos rodamientos.

Ubicación de los rodamientos laterales

Ahora hay que introducir el hobbed bold en el engranaje, introducir dos o tres arandela según el grosor de estas y pasar el resto del tornillo entre los rodamientos que se habían montado anteriormente. Para fijar el sistema hay que colocar otra arandela M8 y mediante dos tuercas (contra-tuerca) permitir que gire sin dificultad y al mismo tiempo no se aflojen.

Tornillo dentro del engranaje

Presentación de los elementos del tornillo

Tuercas fijadas para mantener el sistema

Para finalizar vamos a montar el sistema de presión sobre el filamento. Idealmente para los siguientes pasos la métrica a utilizar debería se M4 pero yo he reciclado unos tornillos M3 de 65mm de largo y por lo tanto yo he utilizado M3.
Para el montaje hay que colocar una tuerca M3 sobre uno de los orificios superiores del cuerpo. A continuación sobre uno de los tornillos de 65mm colocar una arandela M3, uno de los muelles y otra arandela. Para finalizar atornillar sobre la tuerca colocada en el hueco superior.

Tornillo de 65mm con arandelas y muelle

Este último montaje hay que repetirlo con el otro tornillo. Este sistema permite controlar la presión que se ejerce como el filamento de plástico a la hora de empujarlo. Posteriormente ajustaremos los tornillos para aplicar la presión necesaria.

Montaje final del cuerpo del extrusor

Impresora 3D (XXI): Cama Caliente

En esta ocasión  vamos a montar la base caliente en donde se soportará la pieza a imprimir.Se denomina así porque debemos utilizar una superficie con cierta temperatura para el el plástico se adhiera y mantenga la posición en las primeras capas impresas.

Para este montaje necesitamos del siguiente material:

Material para montar la cama caliente

Base Caliente (nosotros utilizamos un modelo comercial)
4 Tornillos M3 de 30mm de longitud
12 Arandelas M3
8 Tuernas M3
4 Muelles de  unos 20mm de longitud y 5 de diámetro
1 Termistor 100K para medir la temperatura de la base
Cable para las conexiones
Cinta adhesiva para fijar el termistor


Hay que indicar que en nuestro caso hemos adquirido una base comercial que venía con la resistencia y el LED soldado, por lo tanto, tan solo nos queda coger un par de cables de unos 5 cm. y soldarlos a la base teniendo presente que los LED's tienen polaridad y por lo tanto hay que respetarla.

Cableado de alimentación de la cama

A continuación debemos coger el termistor y soldarle unos cables de unos  15 cm y colocar el termistor en el agujero central de la base para que pueda medir la temperatura en la zona central. Para mantener el termistor en su lugar utilizamos cinta adhesiva y hacemos llegar los cables junto a los otros previamente soldados.

Termistor cableado

Termistor de 100K

Una vez terminada la parte electrónica vamos a la parte mecánica y consiste en colocar los tornillos en cada una de las esquinas. Para ello hay que pasar por el tornillo una arandela, la base, otra arandela, el muelle, otra arandela y una tuerca.

Detalle de posición de los soportes de la placa

Tras repetir este montaje en las cuatro esquinas ya podemos colocar la base en su posición definitiva en la impresora. Para ello hay que hacer coincidir los tornillos en los agujeros de la base de madera de la impresora y fijarla con las arandelas correspondientes. También hay que colocar los cables a la clema de la base para poder conectar ambos elementos a la RAMPS.

Cables conectados a la clema

Para finalizar hay que conectar los terminales de la clema a la RAMPS  los de alimentación a las bornas etiquetadas como D8 y el termistor a los conectores T1.

Ubicación de los conectores

Hay que tener presente que nosotros hemos utilizado un termistor de de 100K por lo que en el firmware hay que ajustar la variable THERMISTORBED al valor 1 y compilarlo para que las lecturas de temperatura sean reales.

Variable a modificar según el termistor utilizado

Para finalizar podemos ejecutar el pronterface para ver como se calienta la placa y se refleja la temperatura del sensor. Para ello después de conectar la impresora modificamos el campo Bed a un valor distinto de 0 y pulsamos sobre el botón set. Entonces debería de encenderse el LED de la cama y empezar a calentar. El sensor de temperatura debería reflejar el aumento de temperatura y al llegar a la temperatura programada.

Detalle de los controles para modificar la temperatura de la cama caliente.